香菇多糖及有氧运动对训练大鼠免疫系统影响的实验研究

陈美琴，华 晔

（1.江苏科技大学 体育学院，江苏 镇江212003；2.江苏大学 附属医院，江苏 镇江212001）

大强度急性运动后，机体淋巴细胞增殖分化能力及活性降低，免疫球蛋白含量及功能也受到影响，运动员和健身者对疾病的易感率升高，影响他们的身体健康或比赛成绩。所以预防大强度运动后的免疫抑制成为运动医学的重要研究课题，同时寻找安全、有效、防治运动疲劳的运动营养物质或方法也是竞技体育和全民健身的迫切需要［1］。香菇作为一种常见的食药两用真菌，也是我国特产之一，在中医药中早有应用，其活性成分香菇多糖是免疫调节剂，它的抗恶性肿瘤、抗病毒、抗感染、抗辐射、抗糖尿病等多方面药理学作用已得到广泛证实应用［2，3］，但香菇多糖在运动医学方面的研究国内外少见报道。有氧运动或适中负荷的运动能提高机体的免疫机能，预防感染性疾病的发生［4，5］。本实验旨在研究香菇多糖和有氧运动对一次力竭运动大鼠力竭时间及力竭后大鼠脾、胸腺SOD，CAT，GSH－Px，MDA等抗氧化指标、外周血CD4＋和CD8＋百分率的影响，以探求有效的减轻力竭训练引起的免疫器官脂质过氧化损伤，改善运动疲劳，防治运动性免疫功能低下的调理措施。

1 材料与方法

1.1 实验方法及动物试剂仪器

本实验使用SD雄性大鼠，经过4周的香菇多糖灌药和有氧运动训练后，记录力竭运动时间，测试大鼠力竭后脾脏总超氧化物歧化酶（T－SOD）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）、过氧化氢酶（CAT）、还原型谷胱甘肽（GSH）、总抗氧化能力（T－AOC）用流式细胞术测大鼠外周血T细胞亚群情况，并与对照组比较上述测量结果的变化。

本实验使用的动物、试剂、仪器主要包括SD雄性大鼠50只，8周龄，体重（200±20）g，由江苏大学动物实验中心提供，国家标准啮齿类动物饲料喂食，自由饮食，分笼饲养，动物室温20～25℃，相对湿度40%～70%，照明时间随自然变化。依多灵香菇菌多糖片，购于福建省闽东力捷迅药业有限公司，化学成分为甘露聚糖肽，多糖部分以甘露糖为主，含少量的葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖，肽链是由天门冬氨酸、组氨酸、赖氨酸、谷氨酸等18种氨基酸组成。SOD，CAT，GSH－Px，MDA，AOC，考马斯亮蓝蛋白定量等试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。流式细胞仪为江苏大学附属医院中心实验室设备，正常使用中。

1.2 动物分组

将50只大鼠适应性饲养7天后随机分为5组，每组10只，对照组（无运动，安静状态下取材）、一次力竭组（一次力竭运动后立即取材）、服药＋力竭组（服药4周后，进行一次力竭运动，然后取材）、有氧＋力竭组（有氧运动4周后，进行一次力竭运动，然后取材）、服药＋有氧＋力竭组（有氧运动并服药4周后，进行一次力竭运动，然后取材）。

1.3 实验药物给药方法

依据成人每日摄取香菇多糖0.666mg/kg日剂量（此值为每千克体重所需服用的多糖含量，香菇多糖片中多糖含量为2.5mg/片，不含赋形剂），将香菇多糖配制成一定浓度溶液，该浓度可保证每只大鼠0.2mL/d剂量，是成人剂量的4～5倍［6］。服药组在每日训练后1h灌胃，共4周，给药期间每三天称一次体重，并根据体重变化及时调整给药量。非服药各组灌胃等量的生理盐水。

1.4 运动方式

有氧运动:采用Bedford据鼠体重/摄氧量回归方程所建立的渐增负荷运动模型［7］中的第1级负荷:0°，8.2m·min－1，15min（相当于53%VO2max）。持续4周。一次力竭运动:采用Bedford据鼠体重/摄氧量回归方程所建立的渐增负荷运动 模 型［7］。第 1 级负 荷:0°，8.2m·min－1，15min（相当于53%VO2max）；第2级负荷:5°，15m·min－1，15min（相当于64%VO2max）；第3级负荷:10°，19.3m·min－1（相当于76%VO2max）运动至力竭。运动中使用电刺激维持运动强度。力竭标准:第3级负荷运动中，大鼠未能坚持本级负荷运动跑速，先后滞跑道后1/3处达3次以上，刺激驱赶无效。行为特征为:呼吸急深、幅度大，腹卧位，垂头，刺激后无反应［8］。

1.5 样品制备

对照组于安静状态下称重后取材，其余各组予末次训练，记录运动组开始训练至力竭的时间，并于力竭后称重取材。取材方法为用适量乙醚麻醉大鼠后，迅速取脾脏置于预冷的生理盐水中洗净血污，用滤纸吸干，称重记录，制备10%的匀浆，0℃～4℃，3500rpm离心15min，取上清液，低温保存备用。

1.6 测试指标及方法

总超氧化物歧化酶（T－SOD）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）、过氧化氢酶（CAT）、还原型谷胱甘肽（GSH）、总抗氧化能力（T－AOC）、考马斯亮蓝蛋白定量等测定均严格按试剂盒说明程序进行；T淋巴细胞亚群各项指标由江苏大学附属医院中心实验室协助测试。

1.7 数据处理

利用SPSS 13.0统计软件对数据进行计算和统计处理，对各组数据进行描述性统计（数据以平均数±标准差表示）、相关分析和方差分析，以P＜0.05为有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 实验大鼠力竭时间的变化

大鼠力竭时间有氧＋力竭组（104.52±3.58）min、服药＋力竭组（103.67±4.12）min 和服药＋有氧＋力竭组（112.16±7.46）min较一次力竭组（93.34±5.65）min长，有统计学意义（P＜0.05）。有氧＋力竭组与服药＋力竭组大鼠的力竭时间无统计学差异。服药＋有氧＋力竭组大鼠的力竭时间较有氧＋力竭组、服药＋力竭组大鼠长，有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 实验大鼠脏器指数的变化

表1 实验大鼠脾脏指数的变化mg/g

表1显示，大强度运动训练使大鼠脾脏指数出现下降趋势，灌服香菇多糖及有氧运动可使大鼠脏器指数高于一次力竭组，同时灌服香菇多糖和有氧运动时此趋势更明显，但经统计学检验，无显著性差异（P＞0.05）。

2.3 实验大鼠脾组织部分抗氧化指标的变化

由表2可知，一次力竭运动使大鼠脾组织抗氧化酶活性降低，其中T－AOC显著降低（P＜0.05），T－SOD非常显著降低（P＜0.01），脂质过氧化产物 MDA非常显著升高（P＜0.01）。服药＋力竭组与有氧＋力竭组大鼠脾组织抗氧化指标无显著性差异（P＞0.05）。灌服香菇多糖或有氧运动均可改善力竭大鼠抗氧化系统指标，其中CAT及MDA差异均有统计学意义（P＜0.05），而CAT在服药＋力竭组和有氧＋力竭组与对照组比较时也有统计学意义（P＜0.05）。同时灌服香菇多糖和进行有氧运动可改善力竭大鼠抗氧化系统指标，其中，T－SOD、CAT显著升高（P＜0.05），脂质过氧化产物 MDA非常显著降低（P＜0.01）；且CAT及T－AOC在服药＋有氧＋力竭组与服药＋力竭组和有氧＋力竭组比较时也有统计学意义（P＜0.05）。

表2 实验大鼠脾组织抗氧化系统部分指标变化

2.4 实验大鼠T淋巴细胞亚群变化

表3 实验大鼠T淋巴细胞亚群变化

从表3可看出，力竭运动引起实验大鼠外周血力竭运动导致大鼠外周血CD3＋T、CD4＋T在T淋巴细胞所占百分比及CD4＋/CD8＋比均非常显著下降（P＜0.01）。灌服香菇多糖或（和）有氧运动可使CD3＋T百分比显著上升（P＜0.05）。而CD4＋T百分比数值虽有上升但未达统计学意义，此现象也出现在CD4＋/CD8＋比值上。过服药＋有氧＋力竭组CD4＋/CD8＋比值较一次力竭组却是有差异的（P＜0.05）。

3 讨 论

3.1 香菇多糖和有氧运动对大鼠力竭时间的影响

一次运动至力竭时间是反映运动能力的常用指标，而运动能力的提高是动物及人体抗疲劳能力加强最有力的宏观表现。本试验结果显示，灌服香菇多糖能使大鼠力竭时间明显延长这结果与史亚丽等人的研究结果一致［10］。而李其久等人更发现随着香菇多糖剂量增加，小鼠负重游泳时间渐延长，呈现剂量依赖性；中剂量组游泳时间较对照组有差异性（P＜0.05），高剂量组游泳时间则得到非常显著延长（P＜0.01）［11］。香菇多糖能延长力竭时间，其原因之一应该是香菇多糖作为一种特殊的碳水化合物，能显著增加肌、肝糖原的储备和恢复，维持运动时血糖水平，从而保证运动中的氧化供能，提高运动能力。

3.2 香菇多糖和有氧运动改善大鼠的脏器指数

脏器指数是指脏器重量所占体重的百分比，是评价实验动物的营养状态和内脏的病变情况的指标之一，可在内外因素损伤脏器后发生明显变化［12］。其中，脾脏指数是反映动物免疫功能最直观的指标，广泛用于机体整体免疫状态的评价。本研究发现，大强度运动使大鼠脾脏指数下降，灌服香菇多糖及有氧运动可使下降趋势改善，同时灌服香菇多糖和有氧运动时此趋势更明显，但均无显著性差异。既往研究也发现过量运动损伤免疫器官致脾脏指数降低［13］。而本研究首次发现香菇多糖能改善过量运动后的脾脏指数降低，提示香菇多糖对实验大鼠免疫器官有保护作用。同时，值得注意的是，无论是运动后脾脏指数下降，还是香菇多糖及有氧运动改善这下降趋势均无显著性差异，说明脏器指数能保持相对稳定，其生物学意义可能是生物有适应能力，过量运动后可保持生物学功能相对稳定，有利于保持运动能力。

3.3 香菇多糖和有氧运动对大鼠免疫器官的保护作用

脾脏作为体液免疫和细胞免疫的关键部位，是机体重要的免疫器官，在维持机体非特异性与特异免疫功能中起着举足轻重的作用。而剧烈且持续的运动后，物质氧化增速，无氧代谢急剧增多，机体内产生大量自由基，引起运动性疲劳，并导致包括脾脏在内的多处器官组织的胞损伤。体内存在一套包括SOD、GSH－PX等酶在内的抗氧化系统，可使有效清除自由基，间接或直接保护组织细胞免于损伤，在生理状态下维持氧化和抗氧化的平衡。本研究显示，一次力竭运动使大鼠脾组织抗氧化酶活性降低，尤其是T－SOD和TAOC，MDA非常显著升高，提示剧烈运动后抗氧化酶在清除自由基时被极度消耗并产生大量过氧化产物MDA，脾脏损伤在所难免。而本研究又表明灌服香菇多糖或有氧运动不仅都可显著改善力竭大鼠CAT及MDA等指标，甚至使CAT比对照组还显著地高，说明香菇多糖或有氧运动的确能改善抗氧化系统功能，提高机体清除自由基的效率，并发挥保护脾脏的作用。既往研究则发现与香菇多糖属同一类的蕨麻多糖也能改善力竭大鼠脾脏、胸腺部分抗氧化指标［13］。本研究还发现CAT及T－AOC在服药＋有氧＋力竭组与服药＋力竭组和有氧＋力竭组比较时也有统计学意义，与对照组即安静时已无明显差异，提示香菇多糖和有氧运动在改善力竭大鼠抗氧化状态、保护脾脏方面有协同作用，配合时则较单独使用时更显著改善指标，能使指标恢复至安静时正常水平，也说明对抗运动损伤需要多种手段综合使用。这为竞技体育中运动员训练时减轻运动性疲劳、预防大强度运动后的免疫功能和免疫器官受损提供了新的可能和思路。

3.4 香菇多糖和有氧运动影响T淋巴细胞亚群变化

成熟的T淋巴细胞按其表面特有标志CD分子分为CD4＋和CD8＋两大细胞亚群，可调节淋巴细胞免疫功能，协调机体细胞免疫和体液免疫，发挥防病抗病功能。CD3＋和CD4＋共同发挥诱导和辅助增强免疫应答的作用，已成为临床上检测免疫功能的常规指标，而CD8＋在免疫应答中起抑制作用，CD4＋/CD8＋则是免疫功能低下的敏感指标，其比值升高则表明免疫应答的正向调节占优势［14］。本研究中，力竭大鼠血CD3＋T、CD4＋T在T淋巴细胞所占百分比及CD4＋/CD8＋比均显著下降，验证了剧烈运动后免疫抑制的存在。灌服香菇多糖和有氧运动可使CD3＋T、CD4＋T及CD4＋/CD8＋改善，但仅CD3＋T比有显著性差异，表明香菇多糖和有氧运动可促进运动后的免疫应答正向调节，增强免疫力，但只能部分纠正运动性免疫抑制。服药＋有氧＋力竭组CD4＋/CD8＋比值较一次力竭组有显著差异，再次提示香菇多糖和有氧运动在运动医学方面有协同作用，可明显改善力竭大鼠运动性免疫功能低下，对指导运动员训练、预防大强度运动后的免疫功能受损有裨益。李永峰等则发现，黄芪注射液和有氧运动均可改善力竭大鼠CD4＋T百分率和CD4＋/CD8＋比降低的趋势，且两者有协同作用，故认为两者有预防力竭运动后免疫功能降低的作用［15］。

4 结 论

综上所述，香菇多糖能延长力竭大鼠运动时间，提高运动能力；能部分纠正力竭大鼠脾脏指数的降低，改善大鼠CAT等抗氧化指标，发挥保护免疫器官之作用；可改善力竭大鼠T淋巴细胞亚群变化并促进免疫应答正向调节，增强免疫力。因此，把香菇多糖开发成为一种运动补剂是完全有可能的，很值得进一步研究。这对运动医学和竞技体育提供了新的有益尝试，也是在更大程度上发挥祖国医学宝贵财富和生物资源的新努力。而有氧运动也显示出类似作用。尤为重要的是香菇多糖和有氧运动在上述三方面有协同作用。也说明对抗运动损伤需要多种手段综合使用。这为竞技体育中运动员训练比赛时减轻运动性疲劳、预防大强度运动后的免疫功能和免疫器官受损提供了新的综合手段和思路。

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